摘 要

伴随着汽车工业CAD技术的发展，将传统的自卸车设计方法和现代的计算机辅助设计技术结合起来已成为未来汽车行业的趋势。将两者结合能缩短设计周期、节约设计成本，并且能得到更全面的数据支持。

本文就是在这样的背景下，利用传统的设计方法对自卸车举升机构进行参数设计，再利用ADAMS软件建立了举升机构的简化模型进行仿真分析，得到详细的举升机构各部件的受力情况，再将仿真的结果作为载荷依据利用ANSYS有限元分析软件对举升机构进行强度计算校核，验证前面的设计结果。

通过仿真技术和有限元分析技术的运用，对举升机构在举升过程中的详细受力情况，保证了设计的合理性和可靠性，对计算机辅助设计进行了积极的探索。

关键词：自卸车；举升机构；仿真 ；有限元

Abstract

Along with the development of CAD technology in the automobile industry, the traditional self unloading design method and modern computer aided design technique combined has become the trend of the future of the automotive industry. The combination of the two can shorten the design cycle, save design cost, and can get more comprehensive data support.This article is in this background, the design parameters of lifting mechanism of dump truck using the traditional design method. The simplified model of lifting mechanism was established by using ADAMS software to simulate and analyze the stress condition of each component of the lifting mechanism. Then the simulation results are used as the basis for the strength calculation of lifting mechanism by using ANSYS finite element analysis software, and the design results are verified.

Through the application of simulation technology and finite element analysis technology, the lifting mechanism in the lifting process of the details of the situation, to ensure that the design of the rationality and reliability. The active exploration of computer aided design is carried out.

Key Words：dump truck; lifting mechanism; simulation; finite element

目录

第1章 绪论 1

1.1 问题的提出 1

1.2 国内外自卸汽车及其举升机构的研究现状 1

1.3 研究内容 2

1.4 研究的意义 3

第2章 自卸车总体设计 5

2.1 自卸汽车的结构形式 5

2.1.1 自卸车的整车形式 5

2.1.2 车厢的结构形式 6

2.1.3 举升机构的结构选择 6

2.2 自卸汽车主要参数的确定 7

2.2.1 主要尺寸参数 7

2.2.2 最大举升角的确定 8

2.2.3 举升时间和降落时间 8

2.2.4 自卸车质量参数的确定 8

第3章 自卸车举升机构的结构与设计 11

3.1 连杆放大式举升机构的工作原理 11

3.2 确定绞支点坐标参数和三角臂的几何尺寸 11

3.2.1 初定原始参数 11

3.2.2 建立坐标系XOY 12

3.2.3 确定三角臂与货箱的连接铰支点A的坐标 12

3.2.4 确定油缸固定绞支点E及拉杆固定支点D的坐标 12

3.2.5 确定油缸行程 13

3.3 举升机构运动与受力的解析计算 13

3.4 举升机构主要部件的校核 16

3.4.1拉杆的校核 16

3.4.2 三角臂联轴节轴销的校核 16

3.5 液压系统主要元件的性能参数计算与选型 17

3.5.1 油缸选型与计算 17

3.5.2 油泵选型计算 18

第 4章 举升机构仿真分析 19

4.1 举升机构主要零部件模型的建立 19

4.2 利用ADAMS软件进行运动学仿真分析 19

4.2.1 对模型进行运动仿真过程 19

4.2.2 仿真结果输出与分析 20

第5章 举升机构关键零部件的有限元分析计算 24

5.1拉杆的预处理 24

5.1.1 定义零件材料 24

5.1.2 添加约束和载荷 24

5.1.3 对拉杆模型网格化 25

5.2 结果分析 25

第6章 结论 27

参考文献 28

附录A 车厢转动角速度随时间变化曲线图生成程序 29

附录B 三维图 32

致谢 34

1. 绪论

1.1 问题的提出

汽车作为推动文明进步的一种交通工具，随着经济的日益发展，公路运输行业以及基础设施建设行业也都得到迅速发展，汽车工业也随之成长。在经济的日益增长的今天，对汽车作为运输工具的效益以及各种专用功能的要求随之加大，所以商用汽车向专用化发展成为必然的趋势，从而为汽车运输提供更大的经济效益。自卸车利用自身发动机动力驱动液压举升机构，将货箱倾斜一定角度卸货，并具有复位功能^[1]，卸货轻易，再配合相应的货物装载系统，能极大地提高工作效率。自卸车作为一种专业化的运输车辆，在许多方面都有广泛运用。自卸车的关键部件之一就是举升机构，所以将运用汽车CAD技术对自卸车举升机构进行设计与仿真分析。

1.2 国内外自卸车及举升机构的研究现状

国外自卸车的发展始于十九世纪30年代，从那时候到现在80多年的发展过程中，其结构和性能都有了长足的发展，整车性能也得到很大提高。自卸车的科技含量也越来越高，车辆的附加值也不断提升，主要体现在以下几个方面：自卸车的内在质量和使用性能得到全面提高；自卸车在制造加工方面朝着底盘生产专业化、工艺专业化、零部件生产专业化以及辅助生产专业化发展^[2]；CAD/CAE技术在整个开发设计过程中得到广泛运用，设计周期大大缩短并且同时提供高质量的设计；在自卸车使用的材料上，材料的选择也越来越丰富，包括高强度铝合金、工程塑料、聚合材料、不锈钢得到更多的运用^[4]。总的来说，国外自卸车已经形成自己独特的结构以及车型系列，拥有全系列、专业化的生产规模，并且有完整的生产供应体系。

图1.1 小松HD780矿用自卸车